资讯

历史

科技

环境与自然

成长

游戏

财经

文学与艺术

美食

健康

家居

文化

情感

汽车

三农

军事

旅行

运动

教育

生活

星座命理

智能与安全储能实时监控与预警系统的研究与应用

创作时间:

作者:

@小白创作中心

智能与安全储能实时监控与预警系统的研究与应用

引用

来源

https://m.fx361.cc/news/2025/0207/25474923.html

摘" 要：随着能源需求的不断增长和可再生能源的广泛应用，储能技术在电力系统中的地位日益重要。本文详细介绍了智能与安全储能实时监控与预警系统，包括其系统架构、关键技术、功能特点以及在实际应用中的优势。

关键词：储能技术；可再生能源；储能实时监控与预警系统

一、引言

目前，可再生能源快速发展，但其间歇性和不稳定性给电力系统的稳定运行带来了挑战。储能技术作为解决这一问题的有效手段，得到了广泛的关注和应用。然而，储能系统在运行过程中也面临着一些风险，如电池过热、过充过放等，均可能导致储能系统故障甚至引发安全事故。锂离子电池火灾危险性来源于其内部可以发生燃烧反应的化学材料，锂离子电池热失控引起燃烧，触发锂离子电池热失控的典型激源主要包括热滥用、电滥用、机械滥用等[1]。因此，建立一套高效的储能实时监控与预警系统对于保障储能系统的安全稳定运行至关重要。

二、智能与安全储能实时监控与预警系统架构

（一）硬件架构

当下针对电化学储能电站设计的三级电池管理系统（battery management system，BMS）大多只能采集电池的电压、电流和表面温度等[2]，而智能与安全储能实时监控与预警系统的功能更多，硬件主要包括传感器、数据采集单元、通信模块和监控主机等。传感器负责采集储能系统的各种参数，如电压、电流等。数据采集单元将传感器采集到的数据进行处理和转换，并通过通信模块传输到监控主机。监控主机对接收的数据进行分析和处理，实现对储能系统的实时监控和预警。

数据采集单元通常采用微处理器或专用的数据采集芯片，能够对传感器采集到的数据进行滤波、放大、模数转换等处理。通信模块可以选择有线通信方式，也可以采用无线通信方式，取决于实际应用场景和需求。

（二）软件架构

智能与安全储能实时监控与预警系统软件主要包括数据采集软件、数据分析软件和预警管理软件等。数据采集软件负责与硬件设备进行通信，实现数据的采集和传输。数据分析软件对采集到的数据进行分析和处理，提取有用的信息。

技术方案与技术路线

在软件架构中，将大数据和人工智能创新地应用到新能源储能系统中，通过改造通讯方式和大数据技术获取全时全量秒级数据，再用人工智能、时间序列、机器学习等技术进行深度分析，最后完成界面形成一套完整的储能监控和预警系统。具体包括以下几个方面：

①储能系统中基于AUTBUS的总线方案设计

根据项目方案，将采用基于AUTBUS通信总线协议的外挂式串联储能管理系统，以提高储能系统的性能。但该方案要求总带宽不低于100Mbps，同时要求上传的数据内容包括精准的时间戳，以确保数据的实时性和可靠性。设备数据将通过双绞线进行传输，同时支持热插拔模式，从而使储能系统维护更加便捷和高度可靠。这一总线方案将极大简化储能系统的布线需求，消除冗余级联，实现了扁平化管理，进一步提高了储能系统的简化性和安全性。此外，AUTBUS通信总线的高带宽BMU数据采集方式也降低了分布式BCU的功能负担，使BCU更加轻量化和低成本。

②设计轻量级蓄电池健康监测方案

运用人工智能，将多组电芯数据融合形成新的系统指数——复杂度，利用全周期蓄电池检测的数据从多维度描述复杂系统动态的不确定性，通过复杂度分析电芯状态。

③设计一体化智慧能源管理平台

运用人工智能、大数据、云计算等技术分别实现：

[1]数据采集，全时全量采集所有设备数据，为后续大数据分析做准备。

[2]远程集控，通过集中化远程监控与调度，实现无人值班、少人值守。

[3]智慧运维，通过故障预警、故障诊断、设备健康管理、业务管理等功能，实现储能电站智总管理和运维，并进一步使用历史数据辅助决策，通过大数据结果决定储能量大小，合理布局储能资源；使用大数据实施决策，依据数据分析实时决定充放电策略。

三、关键技术

（一）传感器技术

传感技术是智能与安全储能实时监控与预警系统的关键技术之一。为了实现对储能系统的全面监控，需要采用多种类型的传感器，如电压传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器等。这些传感器需要具有高精度、高可靠性和快速响应的特点，以确保采集到的数据准确可靠。

随着技术的不断发展，新型传感器也在不断涌现。

（二）数据采集与传输技术

数据采集与传输技术是实现储能实时监控的基础。为了确保数据的实时性和准确性，需要采用高速数据采集技术和可靠的通信方式。目前，常用的通信方式为有线通信和无线通信两种，其中无线通信具有安装方便、灵活性高等优点，在储能监控系统中得到了广泛的应用。高速数据采集技术可以采用同步采样、多通道并行采集等方式，提高数据采集的速度和精度。在通信方面，需要考虑通信协议的稳定性、数据传输的可靠性和安全性等问题。

（三）数据分析与处理技术

数据分析与处理技术是智能与安全储能实时监控与预警系统的核心技术。通过对采集到的数据进行分析和处理，可以提取出有用的信息，如电池状态、储能系统运行趋势等。同时，还可以对可能出现的异常情况进行预测和预警，为储能系统的安全运行提供保障。数据分析与处理技术主要包括数据挖掘、机器学习、人工智能等。

数据挖掘技术可以从大量的数据中发现潜在的规律和模式，为储能系统的优化和决策提供技术支持。机器学习算法可以通过对历史数据的学习，建立预测模型，对电池的寿命、储能系统的故障等进行预测。人工智能技术可以实现更加智能化的监控和预警。

（三）预警与决策技术

预警与决策技术是智能与安全储能实时监控与预警系统的重要组成部分。当系统检测到异常情况时，会及时发出预警信号，并采取相应的措施。预警与决策技术主要包括预警算法、决策支持系统等。预警算法需要根据采集到的数据和分析结果，准确判断异常情况的类型和严重程度，并发出相应的预警信号。

四、功能特点

（一）实时监控

智能与安全储能实时监控与预警系统可以实现对储能系统的实时监控，包括电池状态、系统运行参数、环境参数等。通过实时监控，可以及时发现储能系统中的异常情况，并采取相应的措施，避免事故的发生。

实时监控不仅可以提供当前的储能系统状态信息，还可以通过数据的连续采集和分析，发现潜在的问题。

（二）预警功能

智能与安全储能实时监控与预警系统具有强大的预警功能，能对可能出现的异常情况进行预测和预警。预警方式包括声光报警、短信通知、邮件通知等，用户可以根据自己的需求进行设置。锂离子电池火灾预警系统能在电池发生热失控前发出预警，但由于其他因素导致没能及时阻止电池发生热失控和火灾，就需要有一套专门针对锂离子电池火灾的抑制灭火系统来阻止火灾的蔓延并扑灭火源[3]。

（三）数据分析

智能与安全储能实时监控与预警系统可以对采集到的数据进行分析和处理，提取有用的信息，通过数据分析，可以为用户提供决策支持，提高储能系统的运行效率和可靠性。数据分析可以采用多种方法，如统计分析、趋势分析、频谱分析等。通过对历史数据的分析，可以了解储能系统的运行规律和性能特点，为储能系统的优化和改进提供依据。

（四）远程控制

用户可以通过网络对储能系统进行远程监控和控制。远程控制功能可以方便用户对储能系统进行管理和维护，提高工作效率。远程控制可以实现对储能系统的远程启动、停止、参数调整等操作。用户可以通过手机、平板电脑或电脑等终端设备随时随地对储能系统进行监控和控制，大大提高了系统的灵活性和便捷性。

（五）历史数据查询

智能与安全储能实时监控与预警系统可以对采集到的数据进行存储和管理，用户可以随时查询历史数据。历史数据查询功能可以帮助用户分析储能系统的运行情况，找出问题的根源，为储能系统的优化和改进提供依据。此外，智能与安全储能实时监控与预警系统还可以提供设备维护提醒、故障诊断等功能，帮助用户及时进行设备维护和故障处理。